Pengaruh Variasi Luas Tulangan Tumpuan Yang Masuk Ke Lapangan Terhadap Batas Runtuh Balok.

BAB IV

HASIL PENELITIAN DAN PEMBAHASAN

4.1 Sifat – sifat bahan penyusun balok beton bertulang

Pengujian utama penelitian ini adalah pengujian pembebanan balok

dengan 2 beban terpusat yang simetris untuk masing-masing balok. Pengujian lain

untuk melengkapi data meliputi pengujian agregat halus dan agregat kasar,

pengujian baja tulangan, pengujian beton segar, pengujiaan betun keras dan

pengujian kuat lentur beton itu sendiri.

4.1.1 Agregat halus (pasir)

Agregat Halus berupa pasir yang berasal dari kota Malang. Pengujian yang

dilakukan pada agregat halus adalah uji analisis saringan dan uji sifat fisis. Dari

hasil analisis saringan didapatkan bahwa pasir tersebut termasuk daerah gradasi

nomor 2. Setelah dilakukan uji analisis saringan dan uji sifat fisis didapat hasil

pada tabel 4.1

Tabel 4.1. Hasil Pengujian Agregat Halus

Sumber : Hasil penelitian dan perhitungan

4.1.2 Agregat Kasar (batu pecah)

Agregat kasar berupa batu pecah dengan ukuran 10 mm yang berasal dari

kota Malang. Pengujian yang dilakukan pada agregat kasar adalah uji analisis

saringan dan uji sifat fisis. Dari hasil analisis saringan didapatkan bahwa batu

pecah tersebut termasuk daerah bergradasi maksimum 20 mm. Setelah dilakukan

uji analisis saringan dan uji sifat fisis didapat hasil pada tabel 4.2

36

Tabel 4.2. Hasil Pengujian Agregat Kasar


4.1.3 Baja Tulangan

Pemeriksaan tegangan leleh rata-rata baja tulangan dilakukan di

Laboratorium Struktur Jurusan Sipil Universitas Brawijaya Malang. Pengujian

yang dilakukan pada baja tulangan adalah uji Tarik baja. Setelah dilakukan uji

Tarik didapat hasil pada tabel 4.3

Tabel 4.3. Hasil Pengujian Baja Tulangan

Diameter (mm) NoKekuatan tarik

Leleh (fy)(MPa)

fy rata-rata

5.2 (Φ6)

123

329.72306.17181.62

306.17

6.4(Φ8)

123

311.04342.14295.48

316.22

8(Φ10)

123

318.47338.37318.47

325.10

10.4(Φ12)

123

317.98317.98329.76

321.90


Dari uji statistik Keragaman Varians data Tegangan baja termasuk homogen maka

tegangan baja tulangan rata-rata (fy) adalah 317.35 MPa

37

4.1.4 Pengujian Beton Segar

Pengujian yang dilakukan pada beton segar adalah pengujian Slump.

Pengujian ini dilakukan untuk mengetahui kekentalan dan kemudahan pengerjaan

campuran adukan beton. Setelah dilakukan pengujian didapat hasil pada tabel 4.4

Tabel 4.4. Hasil Pengujian Slump

No Benda Uji Slump (cm)

14.3 % (1) 16

14.3 % (2) 9

14.3 % (3) 9

20 % (1) 10.5

20 % (2) 10.5

20 % (3) 10

33 % (1) 9.5

33 % (2) 9

33 % (3) 10.5

41.6 % (1) 10.5

41.6 % (2) 10.25

41.6 % (3) 10

55 % (1) 10

55 % (2) 11

55 % (3) 12

Sumber : Hasil penelitian

Dari tabel 4.4 didapatkan nilai slump yang bervariasi, ini disebabkan

karena faktor manusia dan kurangnya pengalaman dalam melakukan pengecoran,

selain faktor alam yang mempengaruhi. Pada saat pengecoran pasir dan kerikil

ditempatkan diluar dan terlalu sering terkena terik matahari dalam waktu lama

yang mengakibatkan kadar air pada masing-masing bahan berkurang. Karena

kurangnya pengalaman, kebutuhan air yang didapat dari perhitungan mix design

38

untuk tiap-tiap pengecoran dijadikan patokan dan ini sangat berpengaruh pada

nilai slump.

4.1.5 Pengujian Beton keras

Pengujian yang dilakukan pada beton keras adalah pengujian kuat tekan

beton rata-rata pada umur 28 hari dengan benda uji berupa silinder berdiameter 15

cm dan tinggi 30 cm. Setelah dilakukan pengujian didapatkan hasil pada tabel 4.5

Tabel 4.5. Hasil Uji tekan beton silinder

No benda ujiKuat tekan (f'c)

(kg/cm2)

f'c Rata-rata

(kg/cm2)

14.3%-1 327,32

324.0414.3%-2 319,51

14.3%-3 325,29

20%-1 327,81

337.2420%-2 338,00

20%-3 345,93

33%-1 381,45

374.4933%-2 327,15

33%-3 412,15

41.6%-1 283,65

313.0941.6%-2 340,27

41.6%-3 315,36

55%-1 334,78

332.6855%-2 337,52

55%-3 325,74


Dari uji statistik Keragaman Varians data Uji tekan beton silinder termasuk

homogen maka Kuat tekan (f'c) rata-rata adalah 336.31 kg/cm2

39

4.2. Pengujian Kuat Lentur Beton

Pengujian kuat lentur beton adalah pengujian pembebanan balok dengan 2

beban terpusat yang simetris untuk masing-masing balok dengan jarak 40 cm dan

80 cm dari ujung balok.Uji pembebanan dibangkitkan oleh dongkrak hidrolik,

balok berdimensi sama yaitu 12 x 20 x 140 cm diuji dengan jarak antar tumpuan

120 cm, Balok dikelompokkan dalam 5 golongan dengan variasi prosentase luas

tulangan tumpuan yang diteruskan ke lapangan sebagaimana ditunjukkan pada

tabel 4.6. Pengujian dilakukan setelah berumur 28 hari, pengujian ini untuk

mendapatkan besarnya kapasitas beban nominal (Pn) pada balok dengan

melakukan panambahan beban secara bertahap. Sehingga dapat diketahui beban

maksimum yang mampu ditahan oleh benda uji. Hasil pengujian balok dapat

dilihat pada tabel 4.7, untuk hasil pengujian yang selengkapnya dapat dilihat pada

bagian Lampiran.

Tabel 4.6. Variasi prosentase luas tulangan tumpuan yang diteruskan ke

lapangan pada Balok teoritis dan aktual

Benda uji Balok ukuran 12 x 20 x 140 cm

Rencana 10% 20% 30% 40% 50%

Aktual 14.3% 20% 33% 41.6% 55%

Jumlah benda uji 3 3 3 3 3

Total benda uji 15 Sumber : Hasil perhitungan

40

Kapasitas Dukung Beban Maksimum Balok Uji

Perbandingan antara beban saat runtuh teoritis (Pn teoritis) dengan beban

pengujian saat runtuh (Pn uji) yang dibangkitkan oleh dongkrak hidrolik dapat

diperlihatkan pada tabel 4.7.

Tabel 4.7. Perbandingan Pn Teoritis dan Pn Uji

No Benda UjiMn Teoritis

(Kgcm)Pn Teoritis

(Kg)Pn Uji (Kg)

Pn Uji Rata-rata (hasil Regresi)

(Kg)14.3 % (1)

121228.59 18184,28851

11880

1144114.3 % (2) 11088

14.3 % (3) 11532

20 % (1)

122143.97 18321,59476

11616

11707.420 % (2) 11616

20 % (3) 11880

33 % (1)

122559.85 18383,9773

12408

1216633 % (2) 11880

33 % (3) 12144

41.6 % (1)

121825.81 18273,87118

11616

11849.341.6 % (2) 11880

41.6 % (3) 11880

55 % (1)

122539.63 18380,94399

12144

1223155 % (2) 11880

55 % (3) 12144


41

y = 0.001x4 - 0.1054x3 + 2.823x2 - 0.4734x + 17878

R2 = 1

18150

18200

18250

18300

18350

18400

18450

0 10 20 30 40 50 60

Prosentase Tulangan (%)

Beb

an R

un

tuh

(k

g)

Hasil Uji

Grafik Regresi

Sumber Grafik : Hasil perhitungan

Gambar 4.1. Grafik Perbandingan prosentase Tulangan dengan Pn

Perhitungan

Grafik Perbandingan prosentase tulangan tumpuan yang diteruskan ke

lapangan secara teoritis diambil dari data perhitungan balok dengan tulangan

rangkap, sedangkan Grafik Perbandingan prosentase tulangan tumpuan yang

diteruskan ke lapangan secara aktual diambil dari data pengujian. Pada

perhitungan teoritis dipakai data mutu beton bervariasi berdasarkan hasil

pengujian kuat tekan beton silinder, Perhitungan yang dipakai adalah dari kuat

tekan beton rata-rata yang diambil dari Uji statistik,karena Balok harus mendapat

perlakuan sama.Kapasitas dukung beban maksimum balok secara teoritis dengan

perlakuan sama menggunakan fc’ rata-rata dapat dilihat pada tabel 4.8

42

Tabel 4.7. Kapasitas dukung beban maksimum balok dengan fc’ rata-rata sebesar 33,631 Mpa.

No Benda ujiMn Teoritis

(Kgcm)

Pn Teoritis

(Kg)

1 14.3% 121583,71 18237,55

2 20% 121806,10 18270,91

3 33% 122091,41 18313,71

4 41.6% 121686,86 18253,02

5 55% 122249,36 18337,40Sumber : Hasil perhitungan

Maka grafik perbandingan antara beban saat runtuh perhitungan (Pn

perhitungan) dengan beban pengujian saat runtuh (Pn uji) yang dibangkitkan

oleh dongkrak hidrolik dapat diperlihatkan pada gambar 4.2.

y = 0.0011x4 - 0.1291x3 + 5.2209x2 - 80.459x + 18653

R2 = 1

18200

18220

18240

18260

18280

18300

18320

18340

18360

0 10 20 30 40 50 60


Beb

an R

un

tuh

(k

g)

Hasil Uji

Grafik Regresi


Gambar 4.2. Grafik Perbandingan prosentase Tulangan dengan Pn Teoritis

dengan fc’ rata-rata = 33,631 Mpa.

43


lapangan secara aktual diambil dari data pengujian sehingga dapat dilihat pada

gambar 4.3, 4.4, dan 4.5.

y = -0.5491x2 + 50.268x + 10888

R2 = 0.4167

11000

11200

11400

11600

11800

12000

12200

12400

12600

0 10 20 30 40 50 60


Beb

an R

un

tuh

(k

g)

Hasil Uji

Grafik Regresi

Sumber Grafik : Hasil perhitunganGambar 4.3. Grafik polynomial orde 2 Perbandingan prosentase Tulangan

dengan Pn Uji

y = 0.0711x3 - 8.0502x

2 + 288.37x + 8701

R2 = 0.5292

11000

11200

11400

11600

11800

12000

12200

12400

12600

0 10 20 30 40 50 60


Beb

an R

untu

h (k

g)

Hasil Uji

Grafik Regresi


Gambar 4.4. Grafik polynomial orde 3 Perbandingan prosentase Tulangan dengan Pn Uji

44

y = 0.0069x4 - 0.8517x

3 + 35.243x

2 - 546.76x + 14255

R2 = 0.6131

11000

11200

11400

11600

11800

12000

12200

12400

12600

0 10 20 30 40 50 60


Beb

an R

un

tuh

(k

g)Hasil Uji

Grafik Regresi


Gambar 4.5. Grafik polynomial orde 4 Perbandingan prosentase Tulangan

dengan Pn Uji


lapangan seperti peda gambar diatas didapat dari analisis regresi (selengkapnya

dapat dilihat dilampiran).Analisis regresi yang dipakai yaitu dengan polynomial

orde yang berbeda yaitu orde 2, orde 3 dan orde 4 ini dimaksudkan untuk mencari

nilai R2 yang mendekati 1. Dari hasil perhitungan didapatkan R2 = 0,5292 dari

regresi orde3 sedangkan hasil regresi orde 4 didapatkan nilai R2 yaitu sebesar

0,6131. Sehingga Grafik yang dipakai adalah hasil regresi orde 4 yang

mempunyai keakuratan kebenaran grafik.Batasan grafik adalah sampai prosentase

55% selebihnya perlu dilakukan penelitian lanjutan.

4.3. Pembahasan

Dari data yang didapatkan dari hasil pengamatan dan perhitungan maka

untuk tiap-tiap perilaku akan dibahas sesuai dengan tujuan.

4.3.1 Pembahasan Penelitian

Secara visual batas runtuh balok dapat digambarkan tentang perilaku balok

pasa saat mencapai kekuatan batasnya dimana gaya-gaya dalam tidak bisa

45

mengimbangi gaya-gaya luar yang terjadi pada balok. Pada saat ini timbul banyak

retak-retak pada balok dan menyebar. Lebar retak melebihi lebar retak izin yaitu

0,3 mm, lendutan yang terjadi sangat besar, panjang balok sudah tidak bisa lagi

kembali kepanjang semula, pada keadaan inilah yang disebut batas runtuh, dimana

komponen mencapai batas runtuhnya.

Pada saat penelitian balok terjadi rotasi tetapi sangat kecil sedangkan

perencanaan penelitian adalah tumpuan japit-jepit, padahal semua perencanaan

baik dimensi balok, tulangan kolom dan pemasangan loading frame sudah

mengacu ke tumpuan jepit sempurna. Pada dimensi balok yaitu pada kolom

(tumpuan) dimensinya sama dengan badan balok, pemasangan tulangan balok

sudah dibengkokkan ke tumpuan dan kolom (tumpuan) juga dipasang tulangan

vertikal. Pemasangan balok pada loading frame juga mengacu pada tumpuan jepit

sempurna seperti dipakainya 4 pengaku horisontal dibadan balok dan di frame

tengah dan pemasangan 4 pengaku pada kolom yang telah dhitung kekuatannya

tidak akan membuat balok berotasi.Hal ini diduga karena adanya human error dan

pemasangan yang tidak benar- banar sesuai dengan prosedur.

Retak yang terjadi pada saat penelitian umumnya adalah retak lentur geser,

sedangkan perencanaan yang dilakukan adalah nantinya balok akan runtuh lentur,

padahal perencanaan juga melakukan perkuatan pada gesernya dengan

penambahan sengkang dengan jarak 4 cm, hal ini diduga kembali disebabkan oleh

human error karena unsur bentang pada dimensi balok diabaikan dan hanya

mengacu pada keruntuhan balok dari kondisi under reinforced yang akan

berakibat keruntuhan lentur.

4.3.2 Pembahasan kapasitas dukung beban maksimum balok

Balok uji direncanakan menggunakan metode kekuatan batas, dimana

balok dalam keadaan batas runtuh. Untuk balok tunggal NT = As. Fy dan momen

dalamnya adalah Mn = NT . z sedangkan pada balok tulangan rangkap momen

dalam adalah Mn = (ND1 + ND2) dimana ND1 = 0,85 fc’ a b (d – ½ a) dan ND2 =

As fy (d – d’). Dari pembacaan proving ring saat balok dalam keadaan batas

runtuh didapatkan nilai Pn uji rata-rata tiap-tiap prosentase luas tulangan tunpuan

yang diteruskan ke lapangan yang bervariasi mulai prosentase 14,3%, 20%,

46

41,6%, 55% dan menunjukkan adanya peningkatan dan penurunan beban runtuh

(Pn).Hasil uji beban runtuh pada balok ini tiap-tiap prosentase dibandingkan

dengan prosentase luas tulangan 33% sesuai dengan tujuan awal. Peningkatan

dan penurunan beban runtuh (Pn) dibanding terhadap tulangan 33% dapat dilihat

di tabel 4.7.

Tabel 4.7. Prosentase peningkatan Pn uji.

NoBenda uji dengan

prosentase tulangan

Peningkatan Pn terhadap

balok 33% (%)

1 14.3% -5,9 . 10-2

2 20% -3,8 . 10-2

3 33% 0

4 41.6% -2,6 . 10-2

5 55% 5 . 10-3

Sumber : Hasil perhitungan

Dari tabel 4.7 dapat dilihat peningkatan beban runtuh akibat penambahan

tulangan tekan dari tulangan tumpuan hanya terjadi pada balok dengan prosentase

luas tulangan 55% sebesar 5 . 10-3%. Sedangkan penurunan beban runtuh terlihat

pada prosentase luas tulangan 14,3%, 20%, dan 41,6% masing - masing sebesar

5,9 . 10-2%, 3,8 . 10-2%, dan 2,6 . 10-2% dari beban runtuh prosentase luas tulangan

33%. Hal ini disebabkan karena bahan campuran beton yang kurang mendapat

perawatan dan tidak dilakukan penelitian ulang untuk analisa bahan campuran

beton serta mutu beton ada yang lebih rendah dimasing-masing balok, namun

telah dilakukan uji statistik dan hasilnya homogen sehingga tiap-tiap balok dapat

perlakuan sama dari mutu beton. Pada grafik Perbandingan prosentase Tulangan

dengan Pn perhitungan (gambar 4.2) dan grafik Perbandingan prosentase

Tulangan dengan Pn Uji (gambar 4.5) dapat dilihat kemiripan bahwa pada saat

variasi 33% terjadi kenaikan beban. Menurut teori yang ada bahwa mensyaratkan

pada tulangan momen negatif (tulangan tekan) paling sedikit sepertiga (33%) dari

tulangan total yang diperlukan di atas tumpuan harus diteruskan melalui titik balik

nominal (lapangan), kemudian perubahan beban akan mengalami penurunan di

47

variasi 41,6% dan akan mengalami kenaikan sampai batas variasi 55%.Pada hasil

uji ini menunjukkan bahwa pada prosentase luas tulangan 33% dan 55% memiliki

sifat –sifat struktur yang hampir sama Berdasarkan teori bahwa 50% tulangan

tekan terhadap tarik tumpuan adalah untuk perencanaan beban gempa. Sehingga

dari hasil uji ini didapatkan bahwa variasi prosentase luas tulangan 33% hampir

sama dengan perencanaan gempa.

Berdasarkan Perbandingan prosentase Tulangan dengan Pn Uji (gambar

4.5) bahwa pada prosentase luas tulangan 33% bukan prosentas tulangan yang

optimal, berdasarkan perhitungan persamaan regresi didapat Peningkatan dan

penurunan beban runtuh (Pn) dibanding terhadap tulangan 33% dapat dilihat pada

tabel 4.8.

Tabel 4.8. Prosentase peningkatan dan penurunan Pn uji.

NoBenda uji dengan

prosentase tulangan


balok 33% (%)

1 30% -1.6 . 10-2

2 31% 5.7 . 10-2

3 32% 6.1 . 10-2

4 33% 0

5 34% -0,12 Sumber : Hasil perhitungan

Dari tabel 4.8 dapat dilihat peningkatan beban runtuh akibat penambahan

tulangan tekan dari tulangan tumpuan hanya terjadi pada balok dengan prosentase

luas tulangan 31% sebesar 5.7 . 10-2% dan tulangan 31% sebesar 6.1 . 10-2%.

Sedangkan penurunan beban runtuh terlihat pada prosentase luas tulangan 30%,

dan 34% masing - masing sebesar 1.6 . 10-2%, dan 0,12 % dari beban runtuh

prosentase luas tulangan 33%. Sehingga dapat disimpulkan bahwa prosentase

tulangan tumpuan yang diteruskan ke tumpuan yang paling maksimum adalah

sebesar 32 % dan tidak berbeda jauh dengan teori yang sudah ada.

48

Berdasarkan teori bahwa balok dengan tulangan dan tanpa tulangan tekan

memiliki nilai Pn yang berbeda, Balok dengan tulangan tunggal memiliki pn yang

lebih kecil dari balok dengan tulangan rangkap, hal ini dapat dibuktikan dengan

gambar 4.6 sebagai berikut.


Gambar 4.6. Perbandingan prosentase tulangan dengan beban runtuh

Tabel 4.8. Prosentase peningkatan Pn uji.

NoBenda uji dengan

prosentase tulangan


balok 0 % (%)

1 0 % 0

2 14.3% 30,67

3 20% 31,85

4 33% 34,09

5 41.6% 32,37

6 55% 33,71 Sumber : Hasil perhitungan

y = 0,0003x5 - 0,0405x

4 + 2,1x

3 - 51,623x

2 + 655,01x + 8010,2

R2 = 0,8927

6000

8000

10000

12000

14000

0 10 20 30 40 50 60


Hasil Uji

Grafik regresi

49

Dari grafik diatas dapat ditunjukkan bahwa balok tanpa tulangan tekan

atau prosentase tulangannya 0 % memiliki Pn yang jauh lebih kecil dari balok

dengan prosentase tulangan yang bervariasi. Ini juga dapat membenarkan teori

bahwa penambahan tulangan tumpuan yang diteruskan ke lapangan dapat

meningkatkan Pn,dari tabel 4.8 dapat dilihat peningkatan beban runtuh sekitar

30% dari beban runtuh balok tanpa tulangan.

4.4. Pengujian Hipotesis

Dari data pengujian yang diperoleh, selanjutnya untuk nilai beban pada

saat balok runtuh (Pn) dilakukan pengujian hipotesis untuk mengetahui ada

tidaknya pengaruh variasi prosentase tulangan tumpuan yang diteruskan

kelapangan terhadap batas runtuh balok. Pengujian hipotesis ini menggunakan

analisis varian satu arah.

Pernyataan ada tidaknya pengaruh tersebut secara statistik dinyatakan

dengan :

dengan :

H0 :hipotesis awal, yang menyatakan tidak ada pengaruh dari Variasi

prosentase tulangan tumpuan yang diteruskan kelapangan.

H1 :hipotesis alternatif, yang menyatakan ada pengaruh dari Variasi

prosentase tulangan tumpuan yang diteruskan kelapangan.

Dari analisis didapat hasil sebagai berikut:

Tabel 4.7. Anova satu arah

Source SS df MS F hitung F tabel P-value

Between Groups

957158,4 4 239289,6 3,96153846 3,47805 0,03524778

Within Groups 604032 10 60403,2

Total 1561190,4 14

Sumber : Hasil perhitungan

50

Berdasarkan analisa statistik didapatkan bahwa F hitung > F Tabel, ini

menunjukkan bahwa H0 ditolak dan H1 diterima sehingga dapat disimpulkan

bahwa ada pengaruh yang signifikan dari variasi prosentase tulangan tumpuan

yang diteruskan kelapangan terhadap batas runtuh balok.

Untuk mendukung pernyataan diatas juga telah dilakukan 3 uji yaitu,

Dunnet’s Test, Tukey’s Test , dan Fisher’s Test. Dari ketiga uji tersebut

menunjukkan bahwa ada pengaruh yang cukup signifikan antar level faktor dan

level kontrol (Prosentase tulangan 33%). Dari dasar teori dan perhitungan analisa

statistik yang telah digunakan, prosedur perhitungan dan contoh perhitungan yang

telah dikerjakan, kemampulayanan (serviceability) dari balok dengan menggunaka

tulangan rangkap menghasilkan hal-hal yang dapat dipelajari. Pada grafik

Perbandingan prosentase Tulangan dengan Pn perhitungan (gambar 4.2) dan

grafik Perbandingan prosentase Tulangan dengan Pn Uji (gambar 4.5) dapat

dilihat kemiripan bahwa pada saat variasi 33% terjadi kenaikan beban. Mengingat

fungsi tulangan tekan adalah untuk memperbesar kekuatan struktur, sehingga hal

ini menunjukkan bahwa penggunaan tulangan tekan sedikit banyak berpengaruh

pada kemampulayanan struktur.

51

Pengaruh Variasi Luas Tulangan Tumpuan Yang Masuk Ke Lapangan Terhadap Batas Runtuh Balok.

Documents

Transcript of Pengaruh Variasi Luas Tulangan Tumpuan Yang Masuk Ke Lapangan Terhadap Batas Runtuh Balok.